等離子清洗機提高材料表面能達因值原理

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2023-04-24

等離子清洗是一種干法物理化學(xué)清洗技術(shù)，它是利用低真空狀態(tài)下高頻電場的作用，產(chǎn)生輝光放電，將工藝氣體電離成離子流，轟擊工件表面，達到清洗的目的。經(jīng)過低溫等離子清洗機清洗后，材料表面的微觀結(jié)構(gòu)與性能發(fā)生改變，包括表面化學(xué)成分、潤濕性、表面微觀結(jié)構(gòu)等。等離子體可以通過改變材料的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)發(fā)揮重要作用，等離子體技術(shù)也被廣泛用于改變材料表面能、提高潤濕性和產(chǎn)生官能團等。

潤濕性是材料表面最重要、最基本的性能之一，當(dāng)材料表面潤濕性增加時，有利于材料進行粘接和表面涂覆涂層等；材料潤濕性的評估主要通過對其進行表面能分析，其中常見的分析方法有接觸角法和達因值法。對于包裝印刷材料，達因值直接體現(xiàn)表面能的高低，材質(zhì)的表面能越高（達因值越高），材質(zhì)的潤濕性越好，膠水固化成膜后與其表面的貼服能力越強。反之，達因值越低，其表面能越低，膠水固化成膜后與其表面的貼服能力越弱。

達因值是表征表面張力或者表面能大小的一個參數(shù)，達因(dyn)是力的單位，1達因=10^-5牛，達因值指的是達因/厘米，1dyn/cm=1mN/m。下圖是經(jīng)過等離子清洗后材料表面達因值的變化，可以看到經(jīng)過等離子清洗后，材料的表面達因值有提升，那么是什么因素導(dǎo)致等離子清洗機清洗能夠提升材料的表們能，下面將從等離子體改性的原理入手，揭示等離子清洗機提高材料表面能的原因。

等離子清洗前后達因值對比

如何提升材料的表面能

基于機械互鎖理論和化學(xué)鍵理論，研究人員發(fā)現(xiàn)基材表面處理可以改變基材表面形貌，從而達到增大表面積、增強粘接界面上的機械咬合作用;改變表面的化學(xué)組成、提高表面極性以增加表面能。

而低溫等離子體是一種非平衡等離子體，具有較高的化學(xué)活性，在材料表面改性時使用低溫等離子體其效果明顯好于傳統(tǒng)的化學(xué)法。低溫等離子體對材料表面改性處理過程中，高速運動的電子可使反應(yīng)的分子激發(fā)、電離或斷裂成自由基碎片，離子與某些中性原子對材料表面有一定的刻蝕作用，還有一些中性原子與自由基會在材料表面沉積形成沉積層，增加材料表面活性成分，有效提升材料表面改性的效果。

早期研究人員認為等離子清洗提高表面能主要源于對材料表面的清潔作用。后來經(jīng)過對等離子清洗的材料表面進行微觀形貌及化學(xué)組成的表征，研究發(fā)現(xiàn)等離子想不僅可以達到清洗材料表面的目的，使用高能粒子的轟擊還會造成材料表面粗糙度的增加以及化學(xué)結(jié)構(gòu)的改變。

等離子清洗機提高材料表面能達因值原理

根據(jù)等離子體對材料表面的改性研究，研究人員提出了等離子清洗機提高材料表面能達因值的3種機理:

1：等離子清洗導(dǎo)致材料化學(xué)組成發(fā)生變化，導(dǎo)致表面能增加，用等離子體對材料表面改性時，高能量活性離子轟擊材料表面，與材料表面發(fā)生非彈性碰撞，能夠使基體材料表面的主鏈斷裂，形成自由基，自由基數(shù)量增加，此外基體材料的表面能增加。

2：材料經(jīng)過等離子清洗后，會在材料表面發(fā)生刻蝕作用，從而引起材料表面微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，即材料表面粗糙度增加，粗糙度增加會增大材料的比表面積，從而使材料表面對水的輸送能力增強，可增加材料表面的親水性，提高材料的表面能。

3：根據(jù)實際生產(chǎn)對材料的潤濕性的要求，在材料表面產(chǎn)生合適的化學(xué)活性基團，可以增加材料的表面能。經(jīng)過等離子清洗后，會在材料表面產(chǎn)生如羧基、羥基、羰基、氨基等親水基團，材料的表面能提高。

以上就是深圳等離子清洗機廠家納恩科技關(guān)于，等離子清洗機提高材料表面能達因值原理的簡單介紹，等離子清洗機可以在不損害基材性能的前提下，提高基材的表面性能，改善基材與涂料的粘附力，并且等離子清洗技術(shù)是一種干式無污染、高效的改性技術(shù)。